Modul "Automatisierungstechnik Anwendungen" Projektaufgaben:

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1 Modul "Automatisierungstechnik Anwendungen" Das Modul dient der Entwicklung praktischer und methodischer Fähigkeiten zur Bearbeitung und Lösung automatisierungstechnischer Aufgabenstellungen. Die Planung, Organisation, Durchführung und Dokumentation von Entwicklungsprojekten sind wichtige Schlüsselqualifikationen, die nur im "Selbstversuch" und durch Eigenaktivität erworben werden können. Deshalb werden im Rahmen des Moduls kleinere Entwicklungs- bzw. Projektaufgaben bearbeitet und die Lösungen bzw. Ergebnisse dokumentiert. Der Bericht bzw. die Dokumentation sollte 10 bis 20 Seiten lang sein. Die Lösungen und Ergebnisse der Projektarbeiten sind außerdem in einer etwa zehnminütigen Vorführung zu präsentieren (ohne ppt-folien). Projektaufgaben: Toolentwicklung Regelungstechnik (1 Bearbeiter) Im Projekt soll ein Tool für den Entwurf von PID-Reglern entwickelt werden. Der Reglerentwurf soll weitgehend automatisiert erfolgen. Dafür ist ein Skript zu entwickeln (Vorschlag: Matlab/Simulink), mit dem - die Prozessreaktion erfasst werden kann (Generierung verschiedener Stellsignale (eventuell auch messbare Störungen) - die Daten für eine Modellbildung aufbereitet werden (ausschneiden, eventuell filtern) - die Modellbildung durchgeführt wird (gezielte Suche, Prozessmodell vorgebbar) - interaktionen (Eingabe von Parametern, oder Nutzung von "ginput") sind erlaubt - die Güte der Modellierung abgeschätzt werden kann (grafische Darstellung, Gütewerte) - der Reglerentwurf automatisch durchgeführt werden kann (fminsearch) - die Regelgüte soll automatisch bewertet werden (Einschwingzeit, Überschwingweite usw.) - Funktionstest (Matlab/Simulink, Modellbildung, Regelungstechnik) Toolentwicklung Regelungstechnik (1 Bearbeiter) Im Projekt soll ein Tool für den Entwurf von PID-Reglern nach verschiedenen Einstellverfahren entworfen werden. - Literaturrecherche hinsichtlich der Einstellverfahren - Implementierung der Verfahren (Vorschlag: Matlab/Simulink) - skriptgeführter, interaktiver, weitgehend automatisierter Entwurf - Untersuchung und Vergleich der verschiedenen Verfahren - Dokumentation der Ergebnisse

2 Aufbau eines Dreitankmodells mit STM32-Controllerboard (max. 2 Bearbeiter) Betreuer: Prof. Simanski, Dr. Hagendorf - Entwicklung eines nichtlinearen, parametrierbaren Modells für ein Dreitanksystem - Praktische Umsetzung mit Hilfe eines STM32-Controllerboards - Test des Modells und Verifizierung mit Vergleichsmodell (Matlab/Simulink) Aufbau eines Eintankmodells mit STM32-Controllerboard (1 Bearbeiter) Betreuer: Prof. Simanski, Dr. Hagendorf - Entwicklung eines nichtlinearen, parametrierbaren Modells für ein Eintanksystem - Praktische Umsetzung mit Hilfe eines STM32-Controllerboards - Test des Modells und Verifizierung mit Vergleichsmodell (Matlab/Simulink) Realisierung einer Drehzahlregelung für einen Motor/Generator mit STM32-Controller (max. 2 Bearbeiter) Aufbau des Motor/Generatorsystems Ansteuerung über PWM Signalanpassung für Drehzahlmessung, digitale Filterung Solldrehzahlvorgabe über Spannungsschnittstelle (0...5V) Umsetzung einer PI-Regelung (Für die Anzeige der Drehzahl kann die Generatorspannung parallel mit Simulink und Humusoftkarte erfasst werden) Realisierung einer Temperaturregelung mit Peltierelement und STM32-Controller (max. 2 Bearbeiter) Aufbau des Prozesses Ansteuerung über PWM Signalanpassung für Temperaturmessung digitale Filterung Solltemperaturvorgabe über Spannungsschnittstelle (0...5V) Umsetzung einer PI-Regelung

3 (Für die Anzeige der Temperatur kann das Messsignal parallel mit Simulink und Humusoftkarte erfasst werden) Entwicklung von Simulinkblöcken zur Nachbildung einer SPS (1 Bearbeiter) Im Projekt sollen verschiedene Simulinkblöcke entwickelt werden, die das Verhalten von Siemens Step7-Funktionsblöcken nachbilden (UND,ODER,ZÄHLER,TIMER, usw.) Teilaufgaben: - Auswahl wichtiger Funktionsblöcke - Implementierung unter Simulink - Verifizierung des Verhaltens (Vergleich mit Original, bzw. MHJ-Software) - Realisierung einer Beispielapplikation Entwicklung von Algorithmen zur Steuerung für eine LED-Zeile mit Schwingblatt und Elektromagnet unter Matlab/Simulink zur Darstellung von Zeichen bzw. Laufschrift (eventuell auch Umsetzung mit STM 32-Controller) Schrittmotoransteuerung mit STM-32 und spezieller Schrittmotoransteuerung Anwendung für ein Wurfsystem (Ball in Korb) Optimierung der Parameter, so dass ein Korb in einer bestimmten Entfernung getroffen wird Realisierung einer Motorbremse für Leistung und Moment (1 Bearbeiter) aktive Regelung des Moments oder der Leistung einer Motorbremse mit STM 32 - Strommessung - Ansteuerung über PWM

4 Realisierung einer Servo-Regelung bzw. Steuerung mit STM 32 (1 Bearbeiter) Im Projekt soll die Steuerung eines herkömmlichen Modellbauservos durch eine externe Steuerung ersetzt werden. Die Steuerung soll die Geschwindigkeits- und Winkelregelung ermöglichen. EKG mit Matlab (1 Bearbeiter) Betreuer: Prof. Simanski Erfassung, Auswertung und Darstellung von EKG-Daten unter Matlab Modellierung und Regelung einer elektronischen Drosselklappe mit xpc-target Erfassung, Auswertung und Darstellung von EKG-Daten unter Matlab

5 Automatisierungstechnik Anwendungen (Bitte eintragen) Thema 1 Toolentwicklung Regelungstechnik 1 (1 Bearbeiter) 2 Toolentwicklung Regelungstechnik 2 (1 Bearbeiter) 3 Aufbau eines Dreitankmodells mit STM32- Controllerboard (max. 2 Bearbeiter) Name 4 Aufbau eines Eintankmodells mit STM32- Controllerboard (1 Bearbeiter) 5 Realisierung einer Drehzahlregelung für einen Motor/Generator mit STM32-Controller (1 Bearb.) 6 Realisierung einer Temperaturregelung mit Peltierelement und STM32-Controller (1 Bearb.) 7 Entwicklung von Simulinkblöcken zur Nachbildung einer SPS (1 Bearbeiter) 8 Entwicklung von Algorithmen zur Steuerung für eine LED-Zeile mit Schwingblatt und Elektromagnet unter Matlab/Simulink zur Darstellung von Zeichen bzw. Laufschrift 9 Schrittmotoransteuerung mit STM-32 und spezieller Hardware Entwicklung einer Wurfmaschine 10 Realisierung einer Motorbremse für Leistung und Moment (1 Bearbeiter) 11 Realisierung einer Servo-Regelung bzw. Steuerung mit STM 32 (1 Bearbeiter) 12 EKG mit Matlab (1 Bearbeiter) 13 Modellierung und Regelung einer elektronischen Drosselklappe mit xpc-target